科技日報廈門6月25日電 （記者孫瑜）25日，我國首台重載智能盾構換刀機器人在廈門正式發布。該設備歷經原理樣機、工程樣機迭代研發階段，在廈金大橋（廈門段）環島路隧道“廈金號”盾構機投入使用。這是我國盾構換刀機器人首次用於大盾構工程項目，標志著我國大直徑盾構隧道施工邁入無人換刀新階段。

盾構機是穿江越海的大國重器，在挖掘隧道時，刀盤上的滾刀如同“牙齒”，持續切削岩石泥土，磨損極快，需要頻繁更換。傳統換刀需3名作業人員帶壓進艙更換，耗時4小時以上，且盾構機換刀艙內空間狹小，光線昏暗，悶熱潮濕，空氣渾濁。工人帶壓進艙作業，不僅行動困難，還面臨掌子面（地下工程或採礦工程中不斷向前推進的開挖工作面）失穩等風險。

智能換刀機器人投用，意味著為盾構機利齒“換牙”，從此有了機器人“醫生”。該機器人擁有11個獨立可控活動關節，具備極強避障能力與精細操作能力，憑借500公斤的負載能力和靈活伸縮的構型，可覆蓋10米至18米級超大直徑盾構機的整個刀盤，輕鬆抓取重型滾刀，精准完成更換。機器人整機軟硬件實現100%國產化，擁有完全自主知識產權，目前已申請發明專利38件，登記軟件著作權7項。

中鐵十四局智能換刀機器人項目負責人劉四進介紹，這位機器人“醫生”有高精度“立體眼”——依靠3D紅外機器視覺定位技術，其能在前艙昏暗潮濕、視線極差等條件下快速掃描識別每把刀具的精確位置與磨損狀態，定位精度控制在1毫米以內。根據刀具定位，搭載的數字孿生智慧管控系統實時接收數據，自動規劃最優換刀順序和機械臂運動路徑，更換單把滾刀時間縮短為25至40分鐘，效率提升50%以上，全過程艙內無需人員進入，真正實現了少人化、無人化作業，有效提升盾構施工本質安全。

中國工程院院士錢七虎表示，智能換刀機器人的研發，在安全、效率、成本等方面取得成效，為我國交通工程裝備自主化、無人化、智能化發展探索了新路徑，也為產業化應用奠定了基礎。

中國工程院院士肖明清表示，智能換刀機器人技術一直是國內外工程研究的一個熱點，中國鐵建歷時6年研發智能換刀機器人技術，其成功投用實現了盾構換刀從“有人作業”到“無人作業”的跨越，對提高盾構施工安全、效率、智慧化水平具有重要意義。

目前，智能盾構換刀機器人已在16米級“廈金號”盾構機完成上機調試，各項動作參數通過驗收。“廈金號”盾構機將於6月底始發掘進盾構左線，屆時，智能換刀機器人將助力廈金大橋（廈門段）環島路隧道安全高效掘進。